TDTR

Analizor de termoreflectanță în domeniul timpului

Termoreflectanța este o metodă de determinare adifuzivității termice și aconductivității termice a filmelor subțiri cu grosimi în domeniul nanometric.

Institutul Național de Știință și Tehnologie Industrială Avansată (AIST), Japonia, a răspuns deja cerințelor industriale prin dezvoltarea unei "metode de termoreflectanță prin încălzire cu lumină pulsată" la începutul anilor '90. PicoTherm Corporation a fost înființată în 2008 cu lansarea unui aparat de termoreflectanță de nano-secundă "NanoTR" și a unui aparat de termoreflectanță pico-secundă "PicoTR", care permit măsurarea absolută a difuzivității termice a filmelor subțiri cu o grosime de câțiva 10 μm până în domeniul nanometric.

În octombrie 2020, PicoTherm s-a alăturat grupului NETZSCH ca filială a NETZSCH Japonia. În combinație cu sistemele noastre LFA, NETZSCH poate oferi acum soluția pentru filme subțiri în domeniul nanometric până la materiale în vrac în domeniul mm.

Termoreflectanță prin încălzirea cu lumină pulsată

Spre deosebire de metoda convențională a blițului laser, nu există un detector infraroșu utilizat pentru a măsura creșterea temperaturii în probă în urma unui scurt impuls laser. În schimb, reflectivitatea dependentă de temperatură a unei suprafețe este utilizată pentru a genera semnalul de măsurare (variația tensiunii).

Filmul subțire este încălzit de un impuls laser scurt (laser de pompare). În același timp, un laser suplimentar (laser sondă) este lăsat aprins în permanență. Lumina laser a laserului sondă este reflectată de suprafața peliculei către detector. Valoarea absolută a variației tensiunii în detector este proporțională cu variația de temperatură a suprafeței filmului. Un model de calcul pe baza variației tensiunii (termograma) indică timpul de difuzie termică și difuzivitatea termică a filmelor subțiri.

Timpul de difuzie termică (t) depinde de grosimea (d) și difuzivitatea termică (a). Plajele posibile de timp de difuzie termică pot fi observate în figura 1. Limita inferioară pentru LFA 467, de exemplu, este de ~500 µs, care este comparabilă cu o placă de cupru cu o grosime de 200 µm. În contrast cu aceasta, modelul PicoTR (aparat de termoreflectanță pico-secundă) este capabil să măsoare o peliculă de molibden cu o grosime de 100µm. Pentru aplicațiile din intervalul cuprins între LFA și PicoTR, aparatul mai rentabil NanoTR (aparat de termoreflectanță de nano-secundă).